神経炎症性疾患患者の脳脊髄液におけるサイトカインおよび免疫細胞プロファイリング

背景：サイトカインは神経炎症プロセス中に複数の役割を果たし、いくつかのサイトカインが特定の疾患の文脈で研究されています。この研究は、免疫細胞サブセットおよび標準CSFパラメーターと組み合わせて複数のサイトカインを分析することにより、神経炎症中の脳脊髄液（CSF）の変化の包括的な画像を提供します。 方法：マルチプレックスアッセイを使用して、36のサイトカイン（CCL1-3、CCL7、CCL8、CCL11、CCL13、CCL19、CCL20、CCL22-27、CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL6、CXCL8、CXCL9、CXCL11-13、CXCL16を同時に測定しました。CX3CL1、IL2、IL4、IL6、IL10、IL16、GM-CSF、IFNγ、MIF、TNFα、およびMIB1β）75人の被験者のCSFおよび血清。診断には、臨床的に分離された症候群および再発寛解性多発性硬化症（MS、n = 18）、二次進行性MS（n = 8）、神経シュフィリス（n = 6）、ライム神経 - 溶縁（n = 13）、細菌およびウイルス性が含まれます。髄膜炎（n = 20）、および非炎症性神経疾患の患者（nind、n = 10）。サイトカイン濃度は、フローサイトメトリーによって定量化されたCSF標準パラメーターおよびCSF免疫細胞サブセット（CD4およびCD8 T細胞、B細胞、プラスマブラスト、単球、およびNK細胞）と相関していました。 結果：CSF細胞数とカルブミンと一貫して相関するニンドと比較した場合、神経炎症疾患の患者では、複数のサイトカイン（26/36）のレベルの増加を観察しました。ほとんどのCSFサイトカイン濃度は互いに相関していましたが、CSFと血清値の相関は希少でした（3/36）。CSFコンパートメント内で、CXCL13は、すべての患者と無傷の血液脳関門（BBB）の患者を分析する際にB細胞との強い関連性を示しました。NK細胞は、すべての患者を分析する際に、複数のサイトカイン（22/36）のCSF濃度（22/36）と正の相関がありました。これらの相関は、BBBが破壊された患者を調べると維持されましたが、無傷のBBBの患者では検出できませんでした。 結論：神経炎症の条件下では、複数のCSFサイトカインが並行して調節され、おそらく局所的に生成されます。CSF CXCL13レベルとB細胞の合計増加は、無傷のBBBの条件下で発生します。破壊されたBBBの条件下では、CSF NK細胞は値が大幅に増加し、全体的な炎症プロセスに大きな貢献をしているように見えます。これは、複数のサイトカインとの強い相関が反映されています。神経炎症中のこれらのサイトカインの正確な動態と、特定の疾患の表現型との関係に対処するには、今後の研究が必要です。

BACKGROUND: Cytokines play multiple roles during neuro-inflammatory processes and several cytokines have been studied in the context of specific diseases. This study provides a comprehensive picture of cerebrospinal fluid (CSF) changes during neuro-inflammation by analyzing multiple cytokines in combination with immune cell subsets and standard CSF parameters. METHODS: Using multiplex assays, we simultaneously measured 36 cytokines (CCL1-3, CCL7, CCL8, CCL11, CCL13, CCL19, CCL20, CCL22-27, CXCL1, CXCL2, CXCL5, CXCL6, CXCL8, CXCL9, CXCL11-13, CXCL16, CX3CL1, IL2, IL4, IL6, IL10, IL16, GM-CSF, IFNγ, MIF, TNFα, and MIB1β) in the CSF and serum of 75 subjects. Diagnoses included clinically isolated syndrome and relapsing-remitting multiple sclerosis (MS, n = 18), secondary progressive MS (n = 8), neuro-syphilis (n = 6), Lyme neuro-borreliosis (n = 13), bacterial and viral meningitis (n = 20), and patients with non-inflammatory neurological diseases (NIND, n = 10). Cytokine concentrations were correlated with CSF standard parameters and CSF immune cell subsets (CD4 and CD8 T cells, B cells, plasmablasts, monocytes, and NK cells) quantified by flow cytometry. RESULTS: We observed increased levels of multiple cytokines (26/36) in patients with neuro-inflammatory diseases when compared to NIND that consistently correlated with CSF cell count and QAlbumin. Most CSF cytokine concentrations correlated with each other, but correlations between CSF and serum values were scarce (3/36). Within the CSF compartment, CXCL13 showed a strong association with B cells when analyzing all patients, as well as patients with an intact blood-brain barrier (BBB). NK cells positively correlated with CSF concentrations of multiple cytokines (22/36) when analyzing all patients. These correlations were maintained when looking at patients with a disrupted BBB but not detectable in patients with an intact BBB. CONCLUSIONS: Under conditions of neuro-inflammation, multiple CSF cytokines are regulated in parallel and most likely produced locally. A combined increase of CSF CXCL13 levels and B cells occurs under conditions of an intact BBB. Under conditions of a disrupted BBB, CSF NK cells show significantly increased values and seem to have a major contribution to overall inflammatory processes, reflected by a strong correlation with multiple cytokines. Future studies are necessary to address the exact kinetics of these cytokines during neuro-inflammation and their relation to specific diseases phenotypes.